DE102014223533A1 - Method and device for operating an exhaust-driven charging device with electromotive assistance - Google Patents

Method and device for operating an exhaust-driven charging device with electromotive assistance Download PDF

Info

Publication number
DE102014223533A1
DE102014223533A1 DE102014223533.2A DE102014223533A DE102014223533A1 DE 102014223533 A1 DE102014223533 A1 DE 102014223533A1 DE 102014223533 A DE102014223533 A DE 102014223533A DE 102014223533 A1 DE102014223533 A1 DE 102014223533A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
compressor
mass flow
charging device
internal combustion
combustion engine
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102014223533.2A
Other languages
German (de)
Inventor
Michael Baeuerle
Michael Nau
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Priority to DE102014223533.2A priority Critical patent/DE102014223533A1/en
Publication of DE102014223533A1 publication Critical patent/DE102014223533A1/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B37/00Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
    • F02B37/12Control of the pumps
    • F02B37/16Control of the pumps by bypassing charging air
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B37/00Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
    • F02B37/12Control of the pumps
    • F02B37/18Control of the pumps by bypassing exhaust from the inlet to the outlet of turbine or to the atmosphere
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B39/00Component parts, details, or accessories relating to, driven charging or scavenging pumps, not provided for in groups F02B33/00 - F02B37/00
    • F02B39/02Drives of pumps; Varying pump drive gear ratio
    • F02B39/08Non-mechanical drives, e.g. fluid drives having variable gear ratio
    • F02B39/10Non-mechanical drives, e.g. fluid drives having variable gear ratio electric
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Verbrennungsmotors (2) mit einer abgasgetriebenen Aufladeeinrichtung (6), die eine elektromotorische Unterstützung (64) aufweist, mit folgenden Schritten: – Vorgeben (S1) eines Soll-Ladedrucks in einem Ladedruckabschnitt (46) ausgangsseitig eines Verdichters (63) der Aufladeeinrichtung (6) abhängig von einer momentanen Lastanforderung; – Ermitteln (S2) eines Verdichtermassenstroms durch einen Verdichter (63) der Aufladeeinrichtung (6) abhängig von dem vorgegebenen Soll-Ladedruck; – Einstellen (S4) des Verdichtermassenstroms durch den Verdichter (63) durch Nutzung von Abgasenthalpie von Verbrennungsabgas des Verbrennungsmotors (2) und der elektromotorischen Unterstützung (64); – Ansteuern (S3) eines Umluftventils (71) zum Zulassen eines Umluftmassenstroms in einer eine Ausgangsseite und eine Eingangsseite des Verdichters (63) verbindenden Umluftleitung (7).The invention relates to a method for operating an internal combustion engine (2) with an exhaust gas driven charging device (6) having electromotive assistance (64), comprising the following steps: - predetermining (S1) a desired charge pressure in a boost pressure section (46) on the output side Compressor (63) of the charging device (6) depending on a current load request; - Determining (S2) of a compressor mass flow through a compressor (63) of the charging device (6) depending on the predetermined desired boost pressure; - adjusting (S4) the compressor mass flow rate through the compressor (63) by utilizing exhaust enthalpy of combustion exhaust gas of the internal combustion engine (2) and the electromotive assistance (64); - Controlling (S3) of a recirculation valve (71) for allowing a circulating air mass flow in a return air line (7) connecting an output side and an input side of the compressor (63).

Description

Technisches GebietTechnical area

Die Erfindung betrifft abgasgetriebene Aufladeeinrichtungen mit elektromotorischer Unterstützung. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung Maßnahmen zum Erhöhen der Dynamik eines Verbrennungsmotors mit Hilfe einer elektromotorisch unterstützten abgasgetriebenen Aufladeeinrichtung.The invention relates to exhaust-driven charging devices with electromotive assistance. In particular, the present invention relates to measures for increasing the dynamics of an internal combustion engine by means of an electric motor assisted exhaust gas driven charging device.

Stand der TechnikState of the art

Abgasgetriebene Aufladeeinrichtungen, so genannte Abgasturbolader, werden zum Bereitstellen eines erhöhten Ladedrucks in einem Luftzuführungssystem für einen Verbrennungsmotor verwendet. Diese wandeln eine durch die Verbrennungsabgase bereitgestellte Abgasenthalpie in mechanische Energie um. Die mechanische Energie wird als Rotationsenergie bereitgestellt und zum Antreiben eines Verdichters verwendet. Der Verdichter saugt Umgebungsluft an und stellt diese in einem Ladedruckabschnitt des Luftzuführungssystems unter einem gegenüber dem Umgebungsdruck erhöhten Ladedruck bereit. Exhaust-driven superchargers, so-called exhaust gas turbochargers, are used to provide increased boost pressure in an air supply system for an internal combustion engine. These convert an exhaust gas enthalpy provided by the combustion exhaust gases into mechanical energy. The mechanical energy is provided as rotational energy and used to drive a compressor. The compressor draws in ambient air and provides it in a boost section of the air supply system at a boost pressure greater than ambient pressure.

Wenn insbesondere bei geringen Drehzahlen bzw. Lasten des Verbrennungsmotors die Abgasenthalpie gering ist und daher nicht ausreicht, um einen nach einer Erhöhung der Lastanforderung benötigten Ladedruck bereitzustellen, sind Konzepte bekannt, die abgasgetriebene Aufladeeinrichtung mit einem Elektromotor zu koppeln. Der Elektromotor dient dann als Unterstützung für die Beschleunigung (Hochlauf) der Aufladeeinrichtung durch Bereitstellen eines zusätzlichen Drehmomentes.If the exhaust enthalpy is low, in particular at low speeds or loads of the internal combustion engine, and is therefore insufficient to provide a boost pressure required after an increase in the load requirement, concepts are known for coupling the exhaust-driven charging device to an electric motor. The electric motor then serves as a support for the acceleration (start-up) of the charging device by providing an additional torque.

Eine Form einer solchen Aufladeeinrichtung stellt eine Kopplung der Aufladeeinrichtung mit einem Medienspaltmotor dar, bei dem die Übertragung der Magnetfelder zwischen einem Stator und einem Rotor über die eingangsseitige Luftstrecke der durch den Verdichter angesaugten Umgebungsluft erfolgt.One form of such a charging device is a coupling of the charging device with a media gap motor, in which the transmission of the magnetic fields between a stator and a rotor via the input side air gap of the sucked through the compressor ambient air.

Durch die Verwendung der abgasgetriebenen Aufladeeinrichtung mit elektromotorischer Unterstützung kann eine höhere Spontaneität erreicht werden, so dass bei sprunghaftem Erhöhen der Lastanforderung ein schnelleres Bereitstellen des geforderten Ladedrucks ermöglicht wird. By using the exhaust-driven charging device with electromotive support a higher spontaneity can be achieved, so that when sudden increase in the load request faster provision of the required boost pressure is possible.

Bei einer rein abgasgetriebenen Aufladeeinrichtung erreicht der Verbrennungsmotor bei einer entsprechenden Lastanforderung ausgehend von einem unteren Drehzahlbereich ein Volllastdrehmoment üblicherweise erst zwischen 3 bis 5 Sekunden. Bei Aufladeeinrichtungen mit elektrischer Unterstützung kann diese Zeitspanne auf ca. 1,5 bis 2 Sekunden verkürzt werden, wobei jedoch das angeforderte Lastdrehmoment bereits nach spätestens einer Sekunde von einem Fahrer als angemessenes Dynamikverhalten erwartet wird.In the case of a purely exhaust gas-driven charging device, the internal combustion engine usually reaches a full-load torque for a corresponding load request, starting from a lower rpm range, only between 3 to 5 seconds. In electric assisted charging devices, this time can be shortened to about 1.5 to 2 seconds, however, the required load torque is expected by the driver to be the appropriate dynamic response after one second at the latest.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Erfindungsgemäß sind ein Verfahren zum Betreiben eines Verbrennungsmotors mit einer abgasgetriebenen Aufladeeinrichtung mit elektromotorischer Unterstützung gemäß Anspruch 1 sowie eine Vorrichtung und ein Motorsystem gemäß den nebengeordneten Ansprüchen vorgesehen.According to the invention, a method for operating an internal combustion engine with an exhaust gas-driven charging device with electromotive assistance according to claim 1 as well as a device and an engine system according to the independent claims are provided.

Weitere Ausgestaltungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.Further embodiments are specified in the dependent claims.

Gemäß einem ersten Aspekt ist ein Verfahren zum Betreiben eines Verbrennungsmotors mit einer abgasgetriebenen Aufladeeinrichtung mit elektromotorischer Unterstützung vorgesehen, mit folgenden Schritten:

  • – Vorgeben eines Soll-Ladedrucks in einem Ladedruckabschnitt ausgangsseitig eines Verdichters der Aufladeeinrichtung abhängig von einer momentanen Lastanforderung;
  • – Ermitteln eines Verdichtermassenstroms durch einen Verdichter der Aufladeeinrichtung abhängig von dem vorgegebenen Soll-Ladedruck;
  • – Einstellen des Verdichtermassenstroms durch den Verdichter durch Nutzung von Abgasenthalpie von Verbrennungsabgas des Verbrennungsmotors und der elektromotorischen Unterstützung;
  • – Ansteuern eines Umluftventils zum Zulassen eines Umluftmassenstroms in einer eine Ausgangsseite und eine Eingangsseite des Verdichters fluidisch verbindende Umluftleitung.
According to a first aspect, a method is provided for operating an internal combustion engine with an exhaust gas-driven charging device with electromotive assistance, comprising the following steps:
  • - Specifying a target boost pressure in a boost pressure section on the output side of a compressor of the charging device depending on a current load request;
  • - Determining a compressor mass flow through a compressor of the charging device depending on the predetermined target boost pressure;
  • - Setting the compressor mass flow through the compressor by using exhaust enthalpy of combustion exhaust gas of the engine and the electromotive assistance;
  • - Controlling a recirculation valve for allowing a circulating air mass flow in an output side and an input side of the compressor fluidly connecting recirculation line.

Eine Idee des obigen Verfahrens besteht darin, eine Vorlaufstrategie für eine abgasgetriebene Aufladeeinrichtung mit elektromotorischer Unterstützung zur Verfügung zu stellen, die ein Umluftventil nutzt, das eine stromabwärtige Seite des Verdichters der Aufladeeinrichtung mit einer stromaufwärtigen Seite verbindet. Um einen schnellen Aufbau des Ladedrucks zu ermöglichen, ist vorgesehen, das Umluftventil so anzusteuern, dass ein Mindestluftmassendurchsatz durch den Verdichter in der Umluftleitung erreicht wird. Auf diese Weise wird durch den Verdichter geförderte Frischluft teilweise durch das Umluftventil zur Eingangsseite des Verdichters, d.h. auf die stromaufwärtige Seite der Aufladeeinrichtung zurückgeführt. An idea of the above method is to provide a pre-flow strategy for an electromotive assist exhaust driven supercharger that uses a recirculation valve that connects a downstream side of the supercharger of the supercharger to an upstream side. To enable a quick build-up of the boost pressure, it is provided to control the recirculation valve so that a minimum mass flow of air through the compressor in the recirculation air line is achieved. In this way, fresh air delivered by the compressor is partially recirculated through the recirculation valve to the input side of the compressor, i. attributed to the upstream side of the charging device.

Die Einstellung des Umluftventils wird abhängig von einem geforderten Soll-Vorlaufladedruck vorgenommen. Daraus ergibt sich im Verdichterkennfeld ein Betriebspunkt mit einem Luftmassenstrom durch den Verdichter, der gerade so hoch gewählt ist, dass gewährleistet ist, dass kein Verdichterpumpen auftritt. So ergibt sich ein Luftmassenstrom durch das Umluftventil als die Differenz des Verdichtermassenstroms und des Luftmassenstroms, der von dem Verbrennungsmotor beim aktuellen Betriebspunkt benötigt wird. Der Öffnungsquerschnitt des Umluftventils kann dann über herkömmliche Ventilmodelle, beispielsweise unter Berücksichtigung eines Differenzdrucks, einer Ladelufttemperatur und dergleichen, bestimmt werden. The setting of the air recirculation valve is made dependent on a required setpoint feed forward pressure. This results in the compressor map an operating point with an air mass flow through the compressor, which is just selected so high that it is guaranteed that no compressor pumps occurs. Thus, an air mass flow through the recirculation valve results as the difference of the compressor mass flow and the air mass flow, which is required by the internal combustion engine at the current operating point. The opening cross section of the recirculation valve can then be determined via conventional valve models, for example taking into account a differential pressure, a charge air temperature and the like.

Die erforderliche Drehzahl des Verdichters wird abhängig von dem Verdichtermassenstrom aus einem vorgegebenen Verdichterkennfeld ermittelt und mit Hilfe der elektromotorischen Unterstützung elektrisch geregelt. The required speed of the compressor is determined depending on the compressor mass flow from a given compressor map and electrically controlled by means of the electromotive assistance.

Bei einer spontanen Drehmomentenanforderung kann das Umluftventil vollständig geschlossen werden und die elektrische Ansteuerung erhöht werden, bis der neue Ladedruck-Sollwert erreicht ist. Sobald die notwendige Abgasenthalpie zum Betreiben der Aufladeeinrichtung zum Bereitstellen des nötigen Ladedrucks zur Verfügung steht, kann die elektrische Unterstützung entsprechend reduziert werden. For a spontaneous torque request, the recirculation valve can be completely closed and the electrical control can be increased until the new boost pressure setpoint is reached. As soon as the necessary exhaust gas enthalpy for operating the charging device for providing the necessary charge pressure is available, the electrical assistance can be correspondingly reduced.

Durch Bereitstellen einer elektrischen Unterstützung der Aufladeeinrichtung und der Förderung eines erhöhten Luftmassenstroms bei einem Niedriglast- oder Teillastbetriebspunkt kann durch die Möglichkeit des Schließens des Umluftventils bei einer sprunghaften Lastanforderung ein schnellerer Aufbau des Ladedrucks durch Schließen des Umluftventils erreicht werden. Dadurch wird eine höhere Dynamik des Verbrennungsmotors ermöglicht, so dass einer sprunghaften Anforderung nach einem erhöhten Drehmoment schneller gefolgt werden kann, als dieses bei elektromotorisch unterstützen Aufladeeinrichtungen ohne Umluftventil möglich wäre.By providing electrical support to the charging device and promoting increased mass air flow at a low load or part load operating point, the ability to close the recirculation valve in the event of a sudden load request can result in faster buildup of boost by closing the recirculation valve. This allows a higher dynamics of the internal combustion engine, so that a sudden request for an increased torque can be followed faster than would be possible with electromotive assisted charging without recirculation valve.

Weiterhin kann der Soll-Ladedruck abhängig von einem bestimmten Betriebspunkt des Verbrennungsmotors ermittelt werden, wobei sich der Soll-Ladedruck aus einem statischen Betriebspunkt des Verbrennungsmotors oder als ein Soll-Vorlaufladedruck ergeben kann, der in Erwartung einer anstehenden Lasterhöhung eingestellt wird. Furthermore, the target boost pressure can be determined as a function of a specific operating point of the internal combustion engine, wherein the target boost pressure can result from a static operating point of the internal combustion engine or as a target forward boost pressure, which is set in anticipation of an upcoming increase in load.

Insbesondere kann der Verdichtermassenstrom durch den Verdichter der Aufladeeinrichtung abhängig von dem vorgegebenen Soll-Ladedruck als der Grenz-Verdichtermassenstrom, bei dem gerade kein Verdichterpumpen auftritt, oder als der Grenz-Verdichtermassenstrom abzüglich eines vorgegebenen Offsets ermittelt werden. In particular, the compressor mass flow through the compressor of the charging device can be determined as the limit compressor mass flow at which no compressor pumping is currently taking place, or as the limit compressor mass flow minus a predetermined offset, depending on the preset desired boost pressure.

Es kann vorgesehen sein, dass, wenn ein Verdichtermassenstrom ermittelt wird, der größer ist als der Luftmassenstrom, der von dem Verbrennungsmotor aufgenommen wird, das Umluftventil so angesteuert wird, dass der Umluftmassenstrom einer Differenz des Verdichtermassenstroms und eines Motorluftmassenstroms durch den Verbrennungsmotor entspricht. It may be provided that when a compressor mass flow is determined which is greater than the air mass flow, which is absorbed by the internal combustion engine, the recirculation valve is controlled so that the circulating air mass flow corresponds to a difference of the compressor mass flow and an engine air mass flow through the internal combustion engine.

Gemäß einer Ausführungsform kann das Einstellen des Verdichtermassenstroms durch den Verdichter abhängig von einer von dem Verdichtermassenstrom abhängigen Drehzahl der Aufladeeinrichtung durchgeführt werden, wobei die Drehzahl der Aufladeeinrichtung mithilfe eines Ansteuerns der elektromotorischen Unterstützung eingestellt und/oder geregelt wird.According to one embodiment, adjusting the compressor mass flow through the compressor may be performed in response to a supercharger speed dependent on the compressor mass flow, wherein the speed of the supercharger is adjusted and / or regulated by driving the electromotive assistance.

Weiterhin kann, wenn eine sprunghafte Lasterhöhung angefordert wird, ein Wirkungsgrad der Turbine der Aufladeeinrichtung erhöht werden.Furthermore, when a sudden increase in load is requested, an efficiency of the turbine of the charging device can be increased.

Alternativ oder zusätzlich kann, wenn eine sprunghafte Lasterhöhung angefordert wird, das Umluftventil geschlossen wird bzw. ein Öffnungsquerschnitt des Umluftventils reduziert werden und insbesondere die elektromotorische Unterstützung aktiviert bzw. mit höherer Leistung angesteuert werden.Alternatively or additionally, when a sudden load increase is requested, the recirculation valve is closed or an opening cross-section of the recirculation valve can be reduced and in particular the electromotive assistance activated or driven with higher power.

Es kann vorgesehen sein, dass bei einer angeforderten Lastreduzierung das Umluftventil in der Umluftleitung weiter geöffnet wird.It can be provided that, in the case of a requested load reduction, the recirculation valve in the recirculation line is opened further.

Gemäß einem weiteren Aspekt ist eine Vorrichtung, insbesondere Steuergerät, zum Betreiben eines Verbrennungsmotors mit einer abgasgetriebenen Aufladeeinrichtung mit elektromotorischer Unterstützung vorgesehen, wobei die Vorrichtung ausgebildet ist, um eines der obigen Verfahren auszuführen. According to a further aspect, an apparatus, in particular a control unit, for operating an internal combustion engine with an electromotive assisted exhaust-gas-charged charging device is provided, the device being designed to carry out one of the above methods.

Gemäß einem weiteren Aspekt ist ein Motorsystem vorgesehen, umfassend:

  • – einen Verbrennungsmotor;
  • – eine abgasgetriebene Aufladeeinrichtung mit elektromotorischer Unterstützung, die ausgebildet ist, um einen Verdichtermassenstrom durch einen Verdichter der Aufladeeinrichtung mithilfe einer bereitgestellten Abgasenthalpie von Verbrennungsabgas des Verbrennungsmotors und mithilfe eines Elektromotors einzustellen;
  • – eine Umluftleitung mit einem variabel ansteuerbaren Umluftventil, um Ladeluft von einer Ausgangsseite zu einer Eingangsseite des Verdichters zurückzuführen; und
  • – die obige Vorrichtung.
In another aspect, an engine system is provided, comprising:
  • An internal combustion engine;
  • An electromotive assisted exhaust gas supercharger configured to adjust a compressor mass flow through a supercharger of the supercharger using a provided exhaust enthalpy of combustion exhaust gas of the internal combustion engine and by means of an electric motor;
  • - A recirculation line with a variably controllable recirculation valve to return charge air from an output side to an input side of the compressor; and
  • - The above device.

Weiterhin kann die Umluftleitung ausgebildet sein, um Ladeluft von einem Bereich der Ausgangsseite des Verdichters zurückzuführen, der sich stromabwärts eines Ladeluftkühlers befindet. Furthermore, the recirculation line may be configured to recirculate charge air from an area of the exit side of the compressor located downstream of an intercooler.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen Brief description of the drawings

Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:Embodiments of the present invention will be explained below with reference to the accompanying drawings. Show it:

1 eine Darstellung eines Motorsystems mit einer elektromotorisch unterstützten abgasgetriebenen Aufladeeinrichtung; 1 a representation of an engine system with an electric motor assisted exhaust gas driven charging device;

2 ein Flussdiagramm zur Veranschaulichung eines Verfahrens zum Betreiben des Motorsystems der 1. 2 a flowchart for illustrating a method for operating the engine system of 1 ,

Beschreibung von AusführungsformenDescription of embodiments

In 1 ist schematisch ein Motorsystem 1 dargestellt. Das Motorsystem 1 umfasst einen Verbrennungsmotor 2 mit mehreren Zylindern 3. Der Verbrennungsmotor 2 kann beispielsweise als ein Ottomotor ausgebildet sein. In 1 is schematically an engine system 1 shown. The engine system 1 includes an internal combustion engine 2 with several cylinders 3 , The internal combustion engine 2 can be configured for example as a gasoline engine.

Dem Verbrennungsmotor 2 wird Luft über ein Luftzuführungssystem 4 zugeführt, und Verbrennungsabgase aus den Zylindern 3 des Verbrennungsmotors 2 werden über einen Abgasabführungstrakt 5 abgeführt. Im Luftzuführungssystem 4 und im Abgasabführungstrakt 5 ist eine Aufladeeinrichtung 6 vorgesehen. Die Aufladeeinrichtung 6 ist mit dem Abgasabführungstrakt 5 gekoppelt, um Abgasenthalpie von Verbrennungsabgas in mechanische Energie umzusetzen. Die mechanische Energie wird genutzt, um Umgebungsluft in dem Luftzuführungssystem 4 zu verdichten. The internal combustion engine 2 Air is supplied via an air supply system 4 supplied, and combustion exhaust gases from the cylinders 3 of the internal combustion engine 2 be via an exhaust exhaust tract 5 dissipated. In the air supply system 4 and in the exhaust discharge tract 5 is a charging device 6 intended. The charging device 6 is with the exhaust exhaust tract 5 coupled to convert exhaust enthalpy of combustion exhaust gas into mechanical energy. The mechanical energy is used to supply ambient air in the air supply system 4 to condense.

Die Aufladeeinrichtung weist dazu eine Turbine 61 auf, die in dem Abgasabführungstrakt 5 vorgesehen ist, um die im Verbrennungsabgas vorhandene Abgasenthalpie in eine Rotationsbewegung einer Welle 62 umzusetzen. Das Turbinenrad der Turbine 61 kann zu einer Dynamiksteigerung aus einem trägheitsreduzierenden Material, wie beispielsweise Titanaluminid, ausgeführt sein.The charging device has a turbine for this purpose 61 on in the exhaust discharge tract 5 is provided to the present in the exhaust gas exhaust gas enthalpy in a rotational movement of a shaft 62 implement. The turbine wheel of the turbine 61 can be designed to increase the dynamics of an inertia reducing material, such as titanium aluminide.

Die Welle 62 der Aufladeeinrichtung 6 ist mit einem Verdichter 63 gekoppelt, der abhängig von der Rotation der Welle 62 eine Verdichtungsleistung bereitstellt, um Umgebungsluft über einen eingangsseitigen Abschnitt 41 anzusaugen und unter einem Ladedruck in einem ausgangsseitigen Abschnitt 42 zur Verfügung zu stellen. Der eingangsseitige Abschnitt 41 des Luftzuführungssystems 4 ist weiterhin mit einem Luftfilter 43 versehen, der die angesaugte Frischluft filtert.The wave 62 the charging device 6 is with a compressor 63 coupled, which depends on the rotation of the shaft 62 provides a compaction power to ambient air via an input-side section 41 to suck in and under a boost pressure in an output-side section 42 to provide. The input-side section 41 of the air supply system 4 is still with an air filter 43 provided that filters the intake fresh air.

In dem ausgangsseitigen Abschnitt 42 des Luftzuführungssystems 4 ist eine Drosselklappe 44 vorgesehen, die zwischen einem Ladedruckabschnitt 46 und einem Saugrohrabschnitt 47, die Teile des ausgangsseitigen Abschnitts 42 darstellen, angeordnet ist. Die Drosselklappe 44 dient dazu, eine Luftzufuhr zu den Zylindern 3 des Verbrennungsmotors 2 aus dem Ladedruckabschnitt 46 zu steuern.In the output section 42 of the air supply system 4 is a throttle 44 provided between a boost pressure section 46 and a suction pipe section 47 , the parts of the output section 42 represent, is arranged. The throttle 44 serves to supply air to the cylinders 3 of the internal combustion engine 2 from the boost pressure section 46 to control.

Die Welle 62 ist mit einem Elektromotor 64 (elektromotorische Unterstützung) gekoppelt, der ein zusätzliches Drehmoment auf die Welle 62 aufbringen kann, um eine Verdichtungsleistung elektromotorisch zu erhöhen. Die elektromotorisch unterstützte Aufladeeinrichtung 6 kann beispielsweise mit einem so genannten Medienspaltmotor implementiert werden, der an der Eingangsseite des Verdichters 63 angeordnet ist, wobei die Übertragung der Magnetfelder von Stator bzw. Rotor des Elektromotors 64 über die Luftstrecke der eingesaugten Frischluft erfolgt, d.h. die angesaugte Frischluft durchströmt einen Luftspalt zwischen dem Stator und dem Rotor des Elektromotors. The wave 62 is with an electric motor 64 (electromotive assistance) coupled, which adds an additional torque to the shaft 62 can muster to increase a compaction power electric motor. The electromotive assisted charging device 6 For example, it can be implemented with a so-called media gap motor located at the input side of the compressor 63 is arranged, wherein the transmission of the magnetic fields of the stator or rotor of the electric motor 64 takes place via the air gap of the sucked fresh air, ie the fresh air sucked in flows through an air gap between the stator and the rotor of the electric motor.

Die Aufladeeinrichtung kann weiterhin mit einem Wastegateventil 65 in einer Bypassleitung 66 versehen sein. Die Bypassleitung 66 verbindet Eingangsseite und Ausgangsseite der Turbine 61, so dass abhängig von einer Ansteuerung des Wastegateventils 65 ein Wirkungsgrad der Turbine 61 eingestellt werden kann. Insbesondere wird angegeben, welcher Anteil der Abgasenthalpie in kinetische Energie, d.h. in Rotationsenergie der Welle 62 umgesetzt wird. Anstelle des Wastegateventils 65 in der Bypassleitung 66 kann auch ein VTG-Steller (VTG: Variable Turbinengeometrie) vorgesehen sein, um den Wirkungsgrad der Turbine 61 einzustellen bzw. den Anteil der in mechanische Energie umgesetzten Abgasenthalpie einzustellen. The charging device may further include a wastegate valve 65 in a bypass line 66 be provided. The bypass line 66 connects input side and output side of the turbine 61 , so that depending on a control of the wastegate valve 65 an efficiency of the turbine 61 can be adjusted. In particular, it is stated what proportion of the exhaust gas enthalpy into kinetic energy, ie in rotational energy of the shaft 62 is implemented. Instead of the wastegate valve 65 in the bypass line 66 Also, a VTG (VTG: Variable Turbine Geometry) actuator may be provided to increase the efficiency of the turbine 61 adjust or adjust the proportion of converted into mechanical energy exhaust enthalpy.

Es ist eine Steuereinheit 10 vorgesehen, die den Verbrennungsmotor abhängig von Zustandsgrößen des Motorsystems 1 betreibt. Als Zustandsgrößen können beispielsweise eine Drehzahl des Verbrennungsmotors 2, ein Ladedruck der verdichteten Frischluft (Ladeluft) im Ladedruckabschnitt 46, eine Ladelufttemperatur der Ladeluft im Ladedruckabschnitt 46, eine Abgastemperatur der ausgestoßenen Verbrennungsabgase, ein angesaugter Luftmassenstrom eingangsseitig des Verdichters 63 und ähnliche Zustandsgrößen durch entsprechende Sensoren erfasst oder modelliert vorgegeben werden.It is a control unit 10 provided that the internal combustion engine depending on state variables of the engine system 1 operates. As state variables, for example, a speed of the internal combustion engine 2 , a boost pressure of the compressed fresh air (charge air) in the boost pressure section 46 , a charge air temperature of the charge air in the boost pressure section 46 , an exhaust gas temperature of the exhaust gases emitted, an intake air mass flow on the input side of the compressor 63 and similar state variables can be detected or modeled by corresponding sensors.

Die Steuereinheit 10 ist ausgebildet, um abhängig von den erfassten und bereitgestellten Zustandsgrößen Stellgeber, wie beispielsweise einen Drosselklappenstellgeber zum Stellen der Drosselklappe 44, Einspritzventile zum Zuführen von Kraftstoff (nicht gezeigt), das Wastegateventil 65, den Elektromotor 64 und dergleichen anzusteuern, um den Verbrennungsmotor 2 entsprechend einem vorgegebenen Solldrehmoment anzusteuern.The control unit 10 is configured to dependent on the detected and provided state variables positioner, such as a throttle actuator for setting the throttle 44 , Injectors for supplying fuel (not shown), the wastegate valve 65 , the electric motor 64 and the like to control the internal combustion engine 2 to control according to a predetermined target torque.

Es ist weiterhin eine Umluftleitung 7 vorgesehen, in der ein Umluftventil 71 angeordnet ist. Das Umluftventil 71 kann variabel bzw. stetig, d.h. mit variierbarem Öffnungsquerschnitt, angesteuert werden, so dass ein vorgebbarer Strömungsquerschnitt eingestellt werden kann. Das variabel einstellbare Umluftventil 71 kann insbesondere mit mindestens drei verschiedenen Öffnungsquerschnitten, wie z.B. vollständig geöffnet, vollständig geschlossen und teilweise geöffnet, eingestellt werden. Das variabel einstellbare Umluftventil 71 kann stufenlos oder in Stufen eingestellt werden. It is still a recirculation line 7 provided in which a recirculation valve 71 is arranged. The air valve 71 can be variably or continuously, ie with variable opening cross-section, are controlled, so that a predeterminable flow cross-section can be adjusted. The variably adjustable recirculation valve 71 can in particular be set with at least three different opening cross sections, such as completely open, fully closed and partially open. The variably adjustable recirculation valve 71 can be adjusted continuously or in steps.

Das Umluftventil 71 kann pneumatisch, vorzugsweise jedoch elektrisch gestellt bzw. betätigt werden. Durch die Möglichkeit der variablen bzw. stetigen Ansteuerung des Umluftventils 71 kann der geforderte Ladedruck im Ladedruckabschnitt 46 mit einem geringstmöglichen Luftmassenstrom durch den Verdichter 63 erreicht werden, ohne dass es zu einem Verdichterpumpen kommt. Dadurch wird die Leistungsaufnahme durch den Verdichter 63 auf ein Minimum reduziert.The recirculation valve 71 can be pneumatically, but preferably made or operated electrically. Due to the possibility of variable or continuous control of the recirculation valve 71 can the required boost pressure in the boost pressure section 46 with the lowest possible air mass flow through the compressor 63 be achieved without it comes to a compressor pumps. This will increase the power consumption through the compressor 63 reduced to a minimum.

Im Ladeluftabschnitt 46 kann ein Ladeluftkühler 45 vorgesehen sein, der die durch die Verdichtung in dem Verdichter 63 erhitzte Ladeluft kühlt. Dadurch kann die Dichte der in dem Ladeluftabschnitt 46 befindlichen Ladeluft erhöht werden, so dass eine höhere Luftfüllung in den Zylindern 3 des Verbrennungsmotors 2 erreicht werden kann. In the charge air section 46 can be a charge air cooler 45 be provided, which by the compression in the compressor 63 heated charge air cools. This allows the density in the charge air section 46 be increased charge air, so that a higher air charge in the cylinders 3 of the internal combustion engine 2 can be achieved.

Die Umluftleitung 7 kann in einen Bereich des Ladeluftabschnitts 46 stromabwärts des Ladeluftkühlers 45 und stromaufwärts der Drosselklappe 44 münden und dieses mit einem eingangsseitigen Abschnitt 41 verbinden. Somit kann von dem Verdichter 63 geförderte Frischluft, die in dem Ladeluftabschnitt 46 bereitgestellt wird, über die Umluftleitung 7 und ein zumindest teilweise geöffnetes Umluftventil 71 in den eingangsseitigen Abschnitt 41 des Luftzuführungssystems 4 zurückgeführt werden. The recirculation line 7 can be in an area of the charge air section 46 downstream of the intercooler 45 and upstream of the throttle 44 lead and this with an input-side section 41 connect. Thus, from the compressor 63 Promoted fresh air in the charge air section 46 is provided, via the recirculation line 7 and an at least partially open recirculation valve 71 in the input-side section 41 of the air supply system 4 to be led back.

Durch die Anordnung der Umluftleitung 7, so dass die Ladeluft stromabwärts des Ladeluftkühlers entnommen und zur Eingangsseite des Verdichters 63 zurückgeführt wird, kann sowohl eine Überhitzung der im Kreis geförderten Luft bei einem geöffneten Umluftventil 71 als auch ein Pumpen des Verdichters 63 ausgeschlossen werden. Idealerweise ist der Ladeluftkühler 45 vom Typ Luft-Wasser, so dass dieser auch bei Fahrzeugstillstand unter Einbeziehung des Hauptkühlers bzw. Lüfters kühlfähig bleibt.By the arrangement of the recirculating air line 7 so that the charge air is taken downstream of the intercooler and to the input side of the compressor 63 can be returned, both overheating of the air delivered in the circle at an open recirculation valve 71 as well as a pump of the compressor 63 be excluded. Ideally, the intercooler 45 Type of air-water, so that it remains cool even when the vehicle is stationary, including the main radiator or fan.

Die Ansteuerung des Umluftventils 71 kann durch das Steuergerät 10 entsprechend eines nachfolgend anhand des Flussdiagramms der 2 beschriebenen Verfahrens zum Betreiben eines Motorsystems mit einer elektromotorisch unterstützten abgasgetriebenen Aufladeeinrichtung erfolgen.The control of the recirculation valve 71 can through the control unit 10 according to one of the following with reference to the flowchart of 2 described method for operating an engine system with an electric motor assisted exhaust gas driven charging device done.

Im Schritt S1 wird bei einem bestimmten Betriebspunkt des Verbrennungsmotors ein Soll-Ladedruck ermittelt. Der Soll-Ladedruck kann sich aus einem definierten Betriebspunkt des Verbrennungsmotors 2, insbesondere einen statischen Betriebspunkt, ergeben. Alternativ kann als Soll-Ladedruck auch ein so genannter Soll-Vorlaufladedruck eingestellt werden, der in Erwartung einer anstehenden Lasterhöhung, d.h. einer sprunghaften Erhöhung des geforderten Solldrehmoments, eingestellt wird. Je nach Betriebsart kann der Soll-Vorlaufladedruck permanent bereitgestellt werden. Der Soll-Vorlaufladedruck kann auch nur dann voreingestellt werden, wenn erkannt wird, dass bzw. wenn eine sprunghafte Erhöhung des geforderten Solldrehmoments bevorsteht. Indizien für eine potenziell anstehende Lasterhöhung bzw. Anfahrvorgänge sind aus dem Stand der Technik bekannt und können beispielsweise aus Signalen der Kupplung, der Gangwahl, einer Radarsensorik, einer Verkehrssignaleinrichtung und dergleichen abgeleitet werden. Außerdem besteht die Möglichkeit, die Vorlaufdrehzahl des Verdichters 63 bzw. den einzustellenden Soll-Vorlaufladedruck und den daraus resultierenden Soll-Ladedruck adaptiv auf den Fahrertyp auszurichten.In step S1, a desired boost pressure is determined at a certain operating point of the internal combustion engine. The desired charge pressure may be from a defined operating point of the internal combustion engine 2 , in particular a static operating point result. Alternatively, as desired boost pressure, a so-called target forward charge pressure can be set, which is set in anticipation of an impending increase in load, ie, a sudden increase in the required target torque. Depending on the operating mode, the setpoint feed forward pressure can be permanently provided. The setpoint pre-charge pressure can also be preset only if it is detected that or if a sudden increase in the required setpoint torque is imminent. Indications for a potentially increasing load increase or starting operations are known from the prior art and can be derived, for example, from signals of the clutch, the gear selection, a radar sensor system, a traffic signal device and the like. In addition, there is the possibility of the flow speed of the compressor 63 or to adjust the set target boost pressure and the resulting target boost pressure adaptive to the driver type.

Abhängig von dem gewünschten Soll-Ladedruck wird im Schritt S2 mit Hilfe eines vorgegebenen Verdichterkennfelds für den Verdichter 63 ein geringstmöglicher Verdichtermassenstrom ermittelt, bei dem gerade kein Verdichterpumpen auftritt. Der Betriebspunkt für den Verdichter 63, bei dem gerade kein Verdichterpumpen auftritt, wird durch eine Pumpgrenze bzw. einen Grenz-Verdichtermassenstrom angegeben, insbesondere bestimmt durch das vorgegebene Verdichterkennfeld. Der geringstmögliche Verdichtermassenstrom kann dem Grenz-Verdichtermassenstrom entsprechend oder davon abhängig unter Einbeziehung eines applizierbaren Sicherheitsabstandes (Sicherheitstoleranz), d.h. abzüglich eines vorgegebenen Offsets bestimmt sein. Depending on the desired desired boost pressure is in step S2 using a predetermined compressor map for the compressor 63 determined a lowest possible compressor mass flow at which just no compressor pumping occurs. The operating point for the compressor 63 , in which just no compressor pumps, is indicated by a surge limit or a limit compressor mass flow, in particular determined by the predetermined compressor map. The lowest possible compressor mass flow can be determined according to or dependent on the limit compressor mass flow, including an applicable safety distance (safety tolerance), ie minus a predetermined offset.

Insbesondere bei geringen Drehzahlen des Verbrennungsmotors 2 kann sich ein notwendiger Verdichtermassenstrom ergeben, der größer ist als der Luftmassenstrom, der in die Zylinder 3 des Verbrennungsmotors 2 angesaugt wird. Especially at low speeds of the engine 2 can result in a necessary compressor mass flow, which is greater than the air mass flow, in the cylinder 3 of the internal combustion engine 2 is sucked.

Die Differenz des Verdichtermassenstroms und des Motor-Luftmassenstroms der in den Verbrennungsmotor 2 angesaugten Luft bestimmt den Umluftmassenstrom durch die Umluftleitung 7 und das Umluftventil 71. Der Motor-Luftmassenstrom bestimmt sich aus dem Hubvolumen der Zylinder und der Drehzahl des Verbrennungsmotors 2. Damit der Umluftmassenstrom durch das Umluftventil 71 strömen kann, wird in Schritt S3 ein entsprechender Öffnungsquerschnitt des Umluftventils 71 ermittelt und eingestellt. Die Ermittlung des Öffnungsquerschnitts des Umluftventils 71 kann über herkömmliche Verfahren, wie beispielsweise ein Ventilmodell unter Einbeziehung einer Druckdifferenz über das Umluftventil 71 und einer Ladelufttemperatur der durch das Umluftventil 71 strömenden Luft bestimmt werden. The difference between the compressor mass flow and the engine air mass flow into the engine 2 sucked air determines the circulating air mass flow through the recirculation air line 7 and the recirculation valve 71 , The engine air mass flow is determined by the displacement of the cylinder and the speed of the engine 2 , So that the circulating air mass flow through the recirculation valve 71 can flow, in step S3, a corresponding opening cross-section of the recirculation valve 71 determined and set. The determination of the opening cross-section of the recirculation valve 71 can by conventional methods, such as a valve model involving a pressure difference across the recirculation valve 71 and a charge air temperature through the air circulation valve 71 flowing air are determined.

Um in Schritt S4 den Verdichtermassenstrom zu stellen, wird die dafür benötigte Drehzahl der Aufladeeinrichtung 6 (bzw. des Verdichters 63) entsprechend ermittelt und diese mit Hilfe des Wastegateventils 65 und des Elektromotors 64 entsprechend eingestellt bzw. geregelt. Dies erfolgt mit Hilfe des Steuergeräts 10. Insbesondere wird die Aufladung durch den Elektromotor 64 unterstützt, wenn die Abgasenthalpie zum Bereitstellen der benötigten Verdichterleistung nicht ausreicht. Der Elektromotor 64 kann insbesondere dafür verwendet werden, Beschleunigungsvorgänge für die Welle 62 zu unterstützen, um die ermittelte Drehzahl der Aufladeeinrichtung 6 schnellstmöglich einzustellen.In order to set the compressor mass flow in step S4, the required rotational speed of the charging device 6 (or the compressor 63 ) determined accordingly and this with the help of the wastegate valve 65 and the electric motor 64 adjusted or regulated accordingly. This is done with the help of the control unit 10 , In particular, the charge is by the electric motor 64 supported if the exhaust enthalpy is insufficient to provide the required compressor capacity. The electric motor 64 can be used in particular for acceleration processes for the shaft 62 to support the determined speed of the charger 6 set as soon as possible.

Im Schritt S5 wird überprüft, ob eine sprunghafte Erhöhung eines Solldrehmoments vorgegeben wird. Ist dies der Fall (Alternative: Ja), so wird das Verfahren mit Schritt S6 fortgesetzt, anderenfalls (Alternative: nein) wird zu Schritt S1 zurückgesprungen.In step S5 it is checked whether a sudden increase in a setpoint torque is specified. If this is the case (alternative: yes), then the method is continued with step S6, otherwise (alternative: no) is returned to step S1.

Wird eine sprunghafte Erhöhung des angeforderten Solldrehmoments vorgegeben, so kann in Schritt S6 die Drosselklappe 44 geöffnet werden und das Wastegateventil 65 geschlossen werden. Durch das Schließen des Wastegateventils 65 wird die gesamte bereitstehende Abgasenthalpie in kinetische Energie zum Antreiben des Verdichters 63 umgesetzt. Durch das Öffnen der Drosselklappe 44 wird erreicht, dass der Luftmassenstrom in den Verbrennungsmotor 2 erhöht wird, so dass die Luftfüllung steigt und dadurch die Abgasenthalpie ebenfalls ansteigt. If a sudden increase in the requested setpoint torque is specified, then in step S6 the throttle valve can 44 be opened and the wastegate valve 65 getting closed. By closing the wastegate valve 65 All of the exhaust gas enthalpy available is converted into kinetic energy to drive the compressor 63 implemented. By opening the throttle 44 is achieved that the air mass flow in the internal combustion engine 2 is increased, so that the air charge increases and thereby the exhaust enthalpy also increases.

Weiterhin wird in Schritt S7 der Elektromotor 64 maximal angesteuert, um eine für das Bereitstellen eines neuen Soll-Ladedrucks ermittelte bzw. benötigte Drehzahl des Verdichters 63 möglichst schnell zu erreichen.Furthermore, in step S7, the electric motor 64 maximum actuated to a determined or required for the provision of a new target boost pressure speed of the compressor 63 reach as fast as possible.

Gleichzeitig wird in Schritt S7 das Umluftventil 71 geschlossen bzw. dessen Öffnungsquerschnitt verringert und der zuvor durch die Umluftleitung 7 strömende Umluftmassenstrom steht nun zumindest teilweise sofort zum Aufbau des erforderlichen Soll-Ladedrucks zur Verfügung. Entsprechend der Ladedruckregelung kann nun die Ansteuerung des Elektromotors 64 angepasst werden, um ein Überschwingen des erreichten Ladedrucks, insbesondere ein Überschwingen der Drehzahl der Aufladeeinrichtung 6 zu vermeiden. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Ansteuerung des Elektromotors 64 reduziert wird (d.h. das unterstützende Drehmomente des Elektromotors 64 reduziert wird), bevor der Öffnungsquerschnitt des Wastegateventils 65 verringert wird, wodurch der Anteil der Abgasenthalpie, die in mechanische Energie zum Antreiben des Verdichters 63 umgesetzt wird, verringert wird. Simultaneously, in step S7, the recirculation valve 71 closed or reduced its opening cross-section and the previously by the recirculation line 7 flowing circulating air mass flow is now at least partially immediately available to build up the required target boost pressure available. According to the boost pressure control can now control the electric motor 64 be adapted to overshoot the achieved boost pressure, in particular an overshoot of the speed of the charging device 6 to avoid. In particular, it can be provided that the control of the electric motor 64 is reduced (ie the supporting torque of the electric motor 64 is reduced), before the opening cross-section of the wastegate valve 65 is reduced, reducing the proportion of exhaust enthalpy, resulting in mechanical energy for driving the compressor 63 is reduced.

Zum Abbau eines hohen Ladedrucks nach einer sprunghaften Abnahme des geforderten Solldrehmoments kann, wie aus dem Stand der Technik bekannt, das Umluftventil 71 in der Umluftleitung 7 geöffnet werden, so dass ein Verdichtermassenstrom durch den Verdichter 63 aufrechterhalten wird und so ein Verdichterpumpen vermieden werden kann.To reduce a high charge pressure after a sudden decrease in the required setpoint torque, as known from the prior art, the recirculation valve 71 in the recirculation line 7 be opened so that a compressor mass flow through the compressor 63 is maintained and so a compressor pumps can be avoided.

Claims (13)

Verfahren zum Betreiben eines Verbrennungsmotors (2) mit einer abgasgetriebenen Aufladeeinrichtung (6), die eine elektromotorische Unterstützung (64) aufweist, mit folgenden Schritten: – Vorgeben (S1) eines Soll-Ladedrucks in einem Ladedruckabschnitt (46) ausgangsseitig eines Verdichters (63) der Aufladeeinrichtung (6) abhängig von einer momentanen Lastanforderung; – Ermitteln (S2) eines Verdichtermassenstroms durch einen Verdichter (63) der Aufladeeinrichtung (6) abhängig von dem vorgegebenen Soll-Ladedruck; – Einstellen (S4) des Verdichtermassenstroms durch den Verdichter (63) durch Nutzung von Abgasenthalpie von Verbrennungsabgas des Verbrennungsmotors (2) und der elektromotorischen Unterstützung (64); – Ansteuern (S3) eines Umluftventils (71) zum Zulassen eines Umluftmassenstroms in einer eine Ausgangsseite und eine Eingangsseite des Verdichters (63) verbindenden Umluftleitung (7).Method for operating an internal combustion engine ( 2 ) with an exhaust gas driven charging device ( 6 ), which has electromotive assistance ( 64 ), comprising the following steps: predetermining (S1) a desired charge pressure in a charge pressure section ( 46 ) on the output side of a compressor ( 63 ) of the charging device ( 6 ) depending on a current load request; Determining (S2) a compressor mass flow through a compressor ( 63 ) of the charging device ( 6 ) depending on the predetermined desired boost pressure; Adjusting (S4) the compressor mass flow through the compressor ( 63 ) by using exhaust enthalpy of combustion exhaust gas of the internal combustion engine ( 2 ) and electromotive assistance ( 64 ); - control (S3) of a recirculation valve ( 71 ) for allowing a circulating air mass flow in an output side and an input side of the compressor ( 63 ) connecting recirculating air line ( 7 ). Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Soll-Ladedruck abhängig von einem bestimmten Betriebspunkt des Verbrennungsmotors (2) ermittelt wird, wobei sich der Soll-Ladedruck als ein Soll-Vorlaufladedruck ergibt, der in Erwartung einer anstehenden Lasterhöhung eingestellt wird. The method of claim 1, wherein the desired boost pressure depending on a specific operating point of the internal combustion engine ( 2 ) is determined, wherein the target boost pressure results as a target forward boost pressure, which is set in anticipation of a pending increase in load. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Verdichtermassenstrom durch den Verdichter (63) der Aufladeeinrichtung (6) abhängig von dem vorgegebenen Soll-Ladedruck als der Grenz-Verdichtermassenstrom, bei dem gerade kein Verdichterpumpen auftritt, oder als der Grenz-Verdichtermassenstrom abzüglich eines vorgegebenen Offsets ermittelt wird. Method according to claim 1 or 2, wherein the compressor mass flow through the compressor ( 63 ) of the charging device ( 6 ) depending on the predetermined target boost pressure as the limit compressor mass flow at which no compressor pumps currently occurs, or is determined as the limit compressor mass flow minus a predetermined offset. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei, wenn ein Verdichtermassenstrom ermittelt wird, der größer ist als der Luftmassenstrom, der von dem Verbrennungsmotor (2) aufgenommen wird, das Umluftventil (71) so angesteuert wird, dass der Umluftmassenstrom einer Differenz des Verdichtermassenstroms und eines Motorluftmassenstroms durch den Verbrennungsmotor (2) entspricht. Method according to one of claims 1 to 3, wherein, when a compressor mass flow is determined, which is greater than the mass air flow, of the internal combustion engine ( 2 ), the recirculation valve ( 71 ) is controlled so that the circulating air mass flow of a difference of the compressor mass flow and an engine air mass flow through the internal combustion engine ( 2 ) corresponds. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Einstellen des Verdichtermassenstroms durch den Verdichter (63) abhängig von einer von dem Verdichtermassenstrom abhängigen Drehzahl der Aufladeeinrichtung (6) durchgeführt wird, wobei die Drehzahl der Aufladeeinrichtung (6) mithilfe eines Ansteuerns der elektromotorischen Unterstützung (64) eingestellt und/oder geregelt wird.Method according to one of claims 1 to 4, wherein adjusting the compressor mass flow through the compressor ( 63 ) depending on a dependent of the compressor mass flow speed of the charging device ( 6 ), wherein the speed of the charging device ( 6 ) by driving the electromotive assistance ( 64 ) is adjusted and / or regulated. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei, wenn eine sprunghafte Lasterhöhung angefordert wird, ein Wirkungsgrad der Turbine (61) der Aufladeeinrichtung (6) erhöht wird.Method according to one of claims 1 to 5, wherein, when a sudden load increase is requested, an efficiency of the turbine ( 61 ) of the charging device ( 6 ) is increased. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei, wenn eine sprunghafte Lasterhöhung angefordert wird, das Umluftventil (71) geschlossen wird bzw. ein Öffnungsquerschnitt des Umluftventils (71) reduziert wird und insbesondere die elektromotorische Unterstützung (64) aktiviert bzw. mit höherer Leistung angesteuert wird.Method according to one of claims 1 to 6, wherein, when a sudden load increase is requested, the recirculation valve ( 71 ) is closed or an opening cross-section of the recirculation valve ( 71 ) and in particular the electromotive assistance ( 64 ) is activated or controlled with higher power. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei bei einer angeforderten Lastreduzierung das Umluftventil (71) in der Umluftleitung (7) weiter geöffnet wird.Method according to one of claims 1 to 7, wherein at a requested load reduction, the recirculation valve ( 71 ) in the recirculation line ( 7 ) is opened further. Vorrichtung (10), insbesondere Steuergerät, zum Betreiben eines Verbrennungsmotors (2) mit einer abgasgetriebenen Aufladeeinrichtung (6) mit elektromotorischer Unterstützung (64), wobei die Vorrichtung (10) ausgebildet ist, das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8 auszuführen. Contraption ( 10 ), in particular control unit, for operating an internal combustion engine ( 2 ) with an exhaust gas driven charging device ( 6 ) with electromotive assistance ( 64 ), the device ( 10 ) is designed to carry out the method according to one of claims 1 to 8. Motorsystem (1) umfassend: – einen Verbrennungsmotor (2); – eine abgasgetriebene Aufladeeinrichtung (6) mit elektromotorischer Unterstützung (64), die ausgebildet ist, um einen Verdichtermassenstrom durch einen Verdichter (63) der Aufladeeinrichtung (6) mithilfe einer bereitgestellten Abgasenthalpie von Verbrennungsabgas des Verbrennungsmotors (2) und mithilfe eines Elektromotors (64) einzustellen; – eine Umluftleitung (7) mit einem variabel ansteuerbaren Umluftventil (71), um Ladeluft von einer Ausgangsseite zu einer Eingangsseite des Verdichters (63) zurückzuführen; und – eine Vorrichtung nach Anspruch 9.Engine system ( 1 ) comprising: - an internal combustion engine ( 2 ); An exhaust gas driven charging device ( 6 ) with electromotive assistance ( 64 ) which is adapted to a compressor mass flow through a compressor ( 63 ) of the charging device ( 6 ) by means of a provided exhaust gas enthalpy of combustion exhaust gas of the internal combustion engine ( 2 ) and by means of an electric motor ( 64 ); - a recirculation line ( 7 ) with a variably controllable recirculation valve ( 71 ) to charge air from an output side to an input side of the compressor ( 63 ); and - an apparatus according to claim 9. Motorsystem (1) nach Anspruch 10, wobei die Umluftleitung (7) ausgebildet ist, um Ladeluft von einem Bereich der Ausgangsseite des Verdichters (63) zurückzuführen, der sich stromabwärts eines Ladeluftkühlers befindet. Engine system ( 1 ) according to claim 10, wherein the recirculating air line ( 7 ) is designed to charge air from a region of the output side of the compressor ( 63 ), which is located downstream of a charge air cooler. Computerprogramm, welches, wenn es in einer Datenverarbeitungseinrichtung ausgeführt wird, dazu eingerichtet ist, alle Schritte eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8 auszuführen.Computer program, which, when executed in a data processing device, is adapted to carry out all the steps of a method according to one of Claims 1 to 8. Maschinenlesbares Speichermedium, auf welchem ein Computerprogramm nach Anspruch 12 gespeichert ist.A machine-readable storage medium on which a computer program according to claim 12 is stored.
DE102014223533.2A 2014-11-18 2014-11-18 Method and device for operating an exhaust-driven charging device with electromotive assistance Pending DE102014223533A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102014223533.2A DE102014223533A1 (en) 2014-11-18 2014-11-18 Method and device for operating an exhaust-driven charging device with electromotive assistance

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102014223533.2A DE102014223533A1 (en) 2014-11-18 2014-11-18 Method and device for operating an exhaust-driven charging device with electromotive assistance

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102014223533A1 true DE102014223533A1 (en) 2016-05-19

Family

ID=55855455

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102014223533.2A Pending DE102014223533A1 (en) 2014-11-18 2014-11-18 Method and device for operating an exhaust-driven charging device with electromotive assistance

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102014223533A1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102016210931A1 (en) * 2016-06-20 2017-12-21 Robert Bosch Gmbh Method for operating a supercharged internal combustion engine
CN114623005A (en) * 2020-12-09 2022-06-14 罗伯特·博世有限公司 Method for operating an external combustion engine supercharged by a supercharger

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102016210931A1 (en) * 2016-06-20 2017-12-21 Robert Bosch Gmbh Method for operating a supercharged internal combustion engine
CN114623005A (en) * 2020-12-09 2022-06-14 罗伯特·博世有限公司 Method for operating an external combustion engine supercharged by a supercharger

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102010048967B4 (en) Turbocharger control systems for improved transient response
EP2220353B1 (en) Systems for recovering the unused energy of exhaust gas of an internal combustion engine and corresponding methods
DE112009005092B4 (en) Improving fuel economy for a piston engine and using a super turbocharger
DE102014224474B4 (en) Charging device for an internal combustion engine and operating method for the charging device
EP2580444B1 (en) Compressor / charger for combustion engine
DE112007001954T5 (en) Electric charger
DE60316064T2 (en) turbocharger
EP3026244A1 (en) Method for cold start preheating a supercharged combustion engine, and/or of an exhaust gas after-treatment device
DE102020101494A1 (en) SYSTEM AND METHOD FOR WASTEGATE VALVE DIAGNOSIS
DE102010043897A1 (en) Method for operating combustion engine with air supply system, involves arranging throttle in air supply system to throttle air supply, where compressor of charger device is arranged downstream to throttle for pumping air
EP3061954B1 (en) Method and device for controlling a drive system of a motor vehicle with a charged combustion engine
EP3051097B1 (en) Motor braking method for a charged combustion engine and device for modulating motor brake power of a motor vehicle with charged combustion engine
DE102015011393A1 (en) Control device for a motor, method for stopping a motor and computer program product
DE102015205559B4 (en) Method and control for controlling an auxiliary compressor of a drive device of a vehicle
DE102014216399A1 (en) Method and device for operating an internal combustion engine with exhaust gas recirculation
DE102014223533A1 (en) Method and device for operating an exhaust-driven charging device with electromotive assistance
DE102018211538A1 (en) Method for controlling a charging system
DE102011081949B4 (en) Method and device for implementing a control, in particular for use in a motor vehicle
EP1504177B1 (en) Variable, exhaust-gas turbocharger with an auxiliary drive for an internal combustion engine
DE102011005825A1 (en) Turbocharger for internal combustion engine of motor vehicle, has compressor and turbine which are operatively connected to electric machine by rotational speed superposition gears
EP3196447B1 (en) Method and control device for operating a drive device
DE102015210079A1 (en) Method and control device for operating a drive device
EP3404230B1 (en) Method of controlling an internal combustion engine
DE102014226771A1 (en) Method and device for operating a supercharged internal combustion engine
DE102017213068A1 (en) Method and device for regulating a boost pressure for a supercharged combustion engine

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed